DE102004002416B4

DE102004002416B4 - articulated robot

Info

Publication number: DE102004002416B4
Application number: DE102004002416.2A
Authority: DE
Inventors: Hideo Narita; Hisanori Nakamura; Morihiko Ohkura; Masato Shirai
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Toyota Motor Corp; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2024-01-17
Also published as: DE102004002416B8; US7597025B2; JP3952955B2; DE102004002416A1; JP2004216535A; US20040149064A1

Abstract

Knickarmroboter (10) mit einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Gelenkarmen (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7), wobei die Gelenkarme (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7) miteinander über eine erste Drehwelle (15, 15A, 15B) an mindestens einer Stelle und über eine zweite Drehwelle (32, 32A, 32B) an mindestens einer Stelle verbunden sind, und wobei die Achse (L2) der zweiten Drehwelle (32, 32A, 32B) relativ zu der Achse (L1) der ersten Drehwelle (15, 15A, 15B) geneigt ist, und wobei jede Drehwelle mit einem Motor zum Antrieb der Drehwelle und mit einem Drehzahl-Reduzierungsmechanismus versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Knickarmroboter (10) Gelenkarme (A3, A5) aufweist, die zwei Motoren (M2, M3, M4, M5) zum Antrieb der ersten und zweiten Drehwellen (15A, 15B, 32, 32A) aufnehmen, und diese mit Gelenkarmen (A2, A4, A6), die keinen Motor aufnehmen, wechselweise verbunden sind.Articulated arm robot (10) having a plurality of interconnected articulated arms (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7), wherein the articulated arms (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7) with each other via a first rotary shaft (15, 15A, 15B) at at least one location and via a second rotation shaft (32, 32A, 32B) at at least one location, and wherein the axis (L2) of the second rotation shaft (32, 32A, 32B) relative to Axis (L1) of the first rotary shaft (15, 15A, 15B) is inclined, and wherein each rotary shaft is provided with a motor for driving the rotary shaft and a speed reduction mechanism, characterized in that the articulated robot (10) articulated arms (A3, A5) accommodating two motors (M2, M3, M4, M5) for driving the first and second rotary shafts (15A, 15B, 32, 32A) and articulated arms (A2, A4, A6) which do not receive a motor , are alternately connected.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Knickarmroboter, welcher hauptsächlich für die industrielle Verwendung vorgesehen ist.The present invention relates to an articulated robot, which is mainly intended for industrial use.

Stand der TechnikState of the art

Polarkoordinaten-Knickarmroboter werden oft als Industrieroboter verwendet. 8 zeigt ein Beispiel hiervon, welches einen ersten Arm 1, der an einer Basis bzw. einem Fuß 3 verschwenkbar befestigt ist, einen zweiten Arm 2, am oberen Ende des ersten Arms 1 verschwenkbar befestigt ist, sowie einen Multirichtungs-Gelenkmechanismus 4, welcher am oberen Ende des zweiten Arms befestigt ist, enthält. Eine notwendige Werkzeughand, wie z. B. eine Schweißpistole oder ein Greifer ist an der Spitze des Gelenkmechanismus 4 montiert, um Roboterarbeiten durchzuführen.Polar coordinate articulated robots are often used as industrial robots. 8th shows an example thereof, which is a first arm 1 who is at a base or a foot 3 pivotally mounted, a second arm 2 , at the top of the first arm 1 is pivotally mounted, and a multi-directional hinge mechanism 4 , which is attached to the upper end of the second arm contains. A necessary tool hand, such. As a welding gun or a gripper is at the top of the hinge mechanism 4 mounted to perform robot work.

Das Patentdokument 1 (JP Patentveröffentlichung JP S63 288690 A (1988)) offenbart ein Beispiel des Gelenkmechanismus, welcher einen zentralen zylindrischen Körper, sowie einen ersten und zweiten zylindrischen Endkörper enthält, die sich an jedem Ende hiervon befinden. Diese drei Glieder sind derart drehbar miteinander verbunden, dass die Achsen der einzelnen zylindrischen Körper senkrecht zueinander stehen, wobei ein Drehglied an der Spitze des zweiten zylindrischen Endkörpers durch Drehung der einzelnen Glieder relativ zueinander in eine gewünschte Stellung in einem dreidimensionalen Raum gebracht wird. Die zylindrischen Körper können relativ zueinander über eine Übertragungswelle und einen Getriebeübertragungsmechanismus gedreht werden, wobei das Fußendteil der Übertragungswelle mit dem Motor als eine Antriebsquelle verbunden ist. Als anderes Beispiel des Gelenkmechanismus offenbart Patentdokument 2 (JP Gebrauchsmusterveröffentlichung JP H06 21882U (1994)) einen in sich geschlossenen zweiachsigen Gelenkmechanismus, welcher zwei Motoren als Antriebsquelle in einem Antriebsgehäuse aufweist.Patent Document 1 (JP Patent Publication JP S63 288690 A (1988)) discloses an example of the hinge mechanism which includes a central cylindrical body, and first and second cylindrical end bodies located at each end thereof. These three members are rotatably connected to each other such that the axes of the individual cylindrical bodies are perpendicular to each other, and a rotary member is brought to the tip of the second cylindrical end body by rotating the individual members relative to each other to a desired position in a three-dimensional space. The cylindrical bodies may be rotated relative to each other via a transmission shaft and a gear transmission mechanism, the base end portion of the transmission shaft being connected to the motor as a driving source. As another example of the hinge mechanism, Patent Document 2 (JP Utility Model Publication JP H06 21882U (1994)) has a self-contained biaxial link mechanism which has two motors as a drive source in a drive housing.

[Patentdokument 1][Patent Document 1]

JP patent publication JP S63 288690 A (1988)

[Patentdokument 2][Patent Document 2]

JP Utility Model Publication JP H06 21882U (1994)

Der in 8 gezeigte konventionelle Roboter ist ausgelegt, um einen Betriebsbereich unter Nutzung der Längen der ersten und zweiten Arme sicherzustellen. Da die Anzahl der Gelenke vom Fuß zum Gelenkmechanismus 4 gering ist, ist der ungenutzte Raum, welcher auf die Abwinklungsbewegungen des ersten und zweiten Arms zurückgeführt werden kann, tendenziell im Betriebsbereich nahe dem Roboter größer. Deshalb ist es schwierig, eine Vielzahl von Robotern nahe zueinander anzuordnen, weswegen die Umgebung, in welcher der Roboter verwendet werden kann, begrenzt ist.The in 8th The conventional robot shown is designed to ensure an operating range using the lengths of the first and second arms. Because the number of joints from the foot to the joint mechanism 4 is small, the unused space, which can be attributed to the Abwinklungsbewegungen of the first and second arm, tends to be larger in the operating range near the robot. Therefore, it is difficult to arrange a plurality of robots close to each other, and therefore the environment in which the robot can be used is limited.

Kompakte Gelenkmechanismen sind somit, wie in den obigen Veröffentlichungen offenbart, bekannt. Diese wirken jedoch eigenständig nicht als Roboter und erfordern einen langen Arm. Insbesondere in dem in der JP Patentveröffentlichung JP S63 288690 A (1988) beschriebenen Beispiel, wenn die drei zylindrischen Körper adaptiert sind, um sich über Übertragungswellen und Getriebeübertragungsmechanismen relativ zu drehen, wird Antriebskraft von einem Einzelmotor als eine Antriebsquelle an alle Antriebswellen übertragen, weswegen die Mechanismen folglich kompliziert sind.Compact hinge mechanisms are thus known as disclosed in the above publications. However, these do not act as robots on their own and require a long arm. In particular, in the JP patent publication JP S63 288690 A (1988), when the three cylindrical bodies are adapted to relatively rotate via transmission shafts and gear transmission mechanisms, driving force from a single motor as a driving source is transmitted to all drive shafts, and therefore the mechanisms are complicated.

Die DE 33 32 040 A1 offenbart einen Gelenkarmmechanismus, bei welchem jedes Gelenkarmteil aus einem selbständigen Antriebsmechanismus und einem Gelenkbügel besteht. Jeder Antriebsmechanismus hat zwei Motoren, durch die der jeweilige Gelenkbügel über ein erstes Zahnrad um die vertikale Achse gedreht und über ein zweites Zahnrad um eine horizontale Achse geschwenkt werden kann. Die Gelenkbügel stehen über eine Hohlachse in starrer Verbindung mit dem Antriebsmechanismus des folgenden Gelenkarmteils. Die Hohlachse ist die feststehende Drehachse des jeweiligen Antriebsmechanismus. Durch die zentrische Bohrung der Hohlachse werden die Steuerkabel für die Motoren zugeführt.The DE 33 32 040 A1 discloses an articulated arm mechanism in which each articulated arm part consists of a self-contained drive mechanism and a hinge bracket. Each drive mechanism has two motors through which the respective hinge bracket can be rotated about a first gear about the vertical axis and pivoted about a second gear about a horizontal axis. The hinge arms are connected via a hollow shaft in rigid connection with the drive mechanism of the following Gelenkarmteils. The hollow axle is the fixed axis of rotation of the respective drive mechanism. Through the centric bore of the hollow axle, the control cables for the motors are supplied.

Die WO 01/51 259 A2 offenbart eine Vorrichtung zum Handhaben verschiedener Typen von Werkzeugen zum Zwecke des Schweißens, des Lackierens, dem Bearbeiten, sowie der Fertigung. Die Vorrichtung weist ein Basissystem auf, welches über eine standardisierte mechanische und elektrische Schnittstelle verfügt und unter Verwendung eines Einzelmotors eine Reihe von unabhängigen Bewegungsübertragungseinheiten antreibt, wodurch es ermöglicht wird, die Bewegung des Einzelmotors entlang der Bewegungsübertragungseinheiten sowie einer Reihe von Bewegungsverteilungseinheiten an entsprechende Verbindungsteile zu übertragen. Jedes der Verbindungsteile besteht aus einem flexiblen Gehäuserahmen, welcher zwei Freiheitsgrade aufweist, einen für Drehrotation und einen für Schwenkrotation. Jede Bewegungsübertragungseinheit enthält zwei Wellen sowie einen Getriebemechanismus. Diese bilden eine Modulareinheit, was eine dementsprechende Skalierbarkeit der Vorrichtung ermöglicht.The WO 01/51 259 A2 discloses an apparatus for handling various types of tools for the purpose of welding, painting, machining, and manufacturing. The apparatus comprises a base system which has a standardized mechanical and electrical interface and, using a single motor, drives a number of independent motion transmission units, thereby allowing the movement of the single motor to be transmitted to corresponding connection parts along the motion transmission units as well as a series of motion distribution units , Each of the connecting parts consists of a flexible housing frame which has two degrees of freedom, one for rotational rotation and one for pivoting rotation. Each motion transmission unit includes two shafts and a gear mechanism. These form a modular unit, which is a corresponding scalability of the device allows.

Die DE 42 42 575 A1 beschreibt ein Gelenkmodul für einen fernbetätigbaren Manipulator. Gelenkflächen, die in einem Winkel von 45° bezüglich einer drehend angetriebenen Welle geneigt sind, sind an einem ortsfesten Gehäuse und einem von einem Antriebsmotor drehend angetriebenen beweglichen Gehäuse ausgebildet. Das Gelenkmodul enthält ferner einen Verriegelungsmechanismus, der lösbar mit einem Gelenkmechanismus oder Armgliedern in der vorausgehenden oder nachfolgenden Stufe verbunden ist, und elektrische Verbinder, die an elektrische Verbinder in den Gelenkmechanismen oder den Armgliedern in vorausgehenden oder nachfolgenden Stufen angeschlossen sind, wobei die Verriegelungsmechanismen und die elektrischen Verbinder an den Gelenkflächen angeordnet sind.The DE 42 42 575 A1 describes a joint module for a remotely operable manipulator. Articulated surfaces which are inclined at an angle of 45 ° with respect to a rotatably driven shaft are formed on a stationary housing and a movable housing driven in rotation by a drive motor. The joint module further includes a locking mechanism detachably connected to a hinge mechanism or arm members in the preceding or succeeding stage, and electrical connectors connected to electrical connectors in the hinge mechanisms or arm members in preceding or succeeding stages, the locking mechanisms and electrical connectors are arranged on the joint surfaces.

Die US 2003/0 010 148 A1 offenbart eine Versatzdrehgelenkeinheit, die mit einem Rotationskorrekturmechanismus ausgerüstet ist. Eine Versatzdrehgelenkeinheit besteht aus einem ersten Arm, einem Rotationskorrekturarm, der um die axiale Achse des ersten Armes drehbar angetrieben ist, und einem zweiten Arm, der um eine axiale Achse, die sich mit dem Rotationskorrekturarm schräg überschneidet, drehbar angetrieben ist. Dabei sind der erste Arm und der Rotationskorrekturarm über einen Rotationskorrektur-Gelenkmechanismus verbunden, und der Rotationskorrekturarm und der zweite Arm sind über einen Versatzdrehgelenkmechanismus verbunden.The US 2003/0 010 148 A1 discloses an offset rotary joint unit equipped with a rotation correction mechanism. An offset pivot unit consists of a first arm, a rotation correcting arm rotatably driven about the axial axis of the first arm, and a second arm rotatably driven about an axial axis obliquely intersecting with the rotation correcting arm. In this case, the first arm and the rotation correcting arm are connected via a rotation correction link mechanism, and the rotation correcting arm and the second arm are connected via an offset pivot mechanism.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Angesichts der obigen Umstände, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Knickarmroboter zu schaffen, welcher den ungenutzten Raum reduzieren kann, während ein weiter Betriebsbereich beibehalten wird, und der das Antriebsübertragungssystem, das zur Bewegung jedes der Gelenke notwendig ist, vereinfachen kann.In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an improved articulated robot which can reduce the unused space while maintaining a wide operating range and which can simplify the drive transmission system necessary for moving each of the joints.

Der erfindungsgemäße Knickarmroboter enthält einen Arm mit einer Mehr- bzw. Vielzahl von miteinander verbundenen Gelenkarmen. Im Roboter sind die Gelenkarme über eine erste Drehwelle an mindestens einer Stelle und über eine zweite Drehwelle an mindestens einer Stelle miteinander verbunden, wobei die Achse der zweiten Drehwelle relativ zu der Achse der ersten Drehwelle geneigt ist. Jede Drehwelle ist mit einem Motor zum Antrieb der Drehwelle und mit einem Drehzahl-Reduzierungsmechanismus bzw. Untersetzungsgetriebe versehen. Insbesondere weist der Knickarmroboter Gelenkarme auf, die zwei Motoren zum Antrieb der ersten und zweiten Drehwellen aufnehmen, und diese sind mit Gelenkarmen, die keinen Motor aufnehmen, wechselweise verbunden.The articulated robot according to the invention includes an arm with a plurality or plurality of interconnected articulated arms. In the robot, the articulated arms are connected to each other at least one location via a first rotation shaft and at least one location via a second rotation shaft, wherein the axis of the second rotation shaft is inclined relative to the axis of the first rotation shaft. Each rotary shaft is provided with a motor for driving the rotary shaft and a speed reduction mechanism and reduction gear. In particular, the articulated robot has articulated arms which receive two motors for driving the first and second rotary shafts, and these are alternately connected to articulated arms which do not receive a motor.

Im Knickarmroboter ist jeder Gelenkarm mit einem Motor als eine Antriebsquelle und mit einem Drehzahl-Reduzierungsmechanismus versehen, und somit kann ein Antriebsmechanismus und ein Antriebsübertragungsmechanismus für den gesamten Roboter erheblich vereinfacht werden. Mehrere Gelenkarme sind über die erste Drehwelle als eine horizontale Drehwelle und über eine zweite Drehwelle vorzugsweise wechselweise bzw. alternierend verbunden, wobei die Achse der letzteren relativ zu der Achse der ersten Drehwelle geneigt ist, wodurch der gesamte Arm gebildet wird. Dieser Roboter kann, verglichen mit dem in 8 gezeigten konventionellen Roboter, welcher erste und zweite Arme aufweist, den ungenutzten Raum reduzieren. Deshalb können viele Roboter dieser Art nahe zusammen angeordnet werden, was einen verbesserten Freiheitsgrad im Hinblick auf die Umgebung, in welcher der Roboter verwendet wird, ergibt.In the articulated robot, each articulated arm is provided with a motor as a driving source and a speed reducing mechanism, and thus a drive mechanism and a drive transmission mechanism for the entire robot can be considerably simplified. A plurality of hinge arms are preferably alternately connected via the first rotary shaft as a horizontal rotary shaft and a second rotary shaft, the axis of the latter being inclined relative to the axis of the first rotary shaft, thereby forming the entire arm. This robot can, compared with the in 8th shown conventional robot, which has first and second arms, reduce the unused space. Therefore, many robots of this kind can be arranged close together, giving an improved degree of freedom with regard to the environment in which the robot is used.

Der Neigungswinkel der zweiten Drehwelle relativ zu der Achse der ersten Drehwelle beträgt vorzugsweise 45°, ist aber nicht speziell darauf beschränkt. Ferner ist es vorzuziehen, viele Gelenkarme anzuordnen, so dass die ersten und zweiten Drehwellen wie oben beschrieben wechselweise angeordnet sind, um es zu erleichtern, die Stellung einer auf der Armspitze montierten Werkzeughand in einem dreidimensionalen Raum zu steuern. Jedoch können, in Übereinstimmung mit der Umgebung, in welcher der Roboter verwendet wird, zwei oder mehr Verbindungsteile über die zweiten Drehwellen (geneigte Drehwellen), zum Beispiel fortgesetzt werden. In solch einem Fall können die zweiten Drehwellen verschiedene Neigungswinkel relativ zu der ersten Drehwelle aufweisen.The inclination angle of the second rotation shaft relative to the axis of the first rotation shaft is preferably 45 °, but not particularly limited thereto. Further, it is preferable to arrange many hinge arms so that the first and second rotary shafts are alternately arranged as described above to make it easier to control the position of a tool tip mounted on the arm tip in a three-dimensional space. However, in accordance with the environment in which the robot is used, two or more connecting parts may be continued via the second rotating shafts (inclined rotating shafts), for example. In such a case, the second rotation shafts may have different inclination angles relative to the first rotation shaft.

Entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Knickarmroboters, weisen die ersten und zweiten Drehwellen jeweils einen hohlen Teil auf. Kabel oder dergleichen, welche zum Betrieb des Knickarmroboters notwendig sind (wie z. B. Kabel, Leitungen oder Drähte zum Betrieb einer Werkzeughand, welche an der Spitze des Armes montiert ist), oder Drähte für Motoren, die sich in oberen Bereichen befinden, werden durch den hohlen Teil geführt und sind in diesem angeordnet. In dieser Ausführungsform befinden sich keinerlei Kabel oder Drähte außerhalb des Arms, so dass das Risiko, dass der Arm mit Ausrüstungselementen um den Roboter in Berührung kommt, vermieden werden kann, und es möglich ist, Roboter nahe aneinander anzuordnen, sowie ein Werkstück näher an dem Roboter anzuordnen. Demzufolge wird eine sichere Arbeitsumgebung sichergestellt und der für die Bewegung des Roboters notwendige Raum reduziert.According to one embodiment of the articulated-arm robot according to the invention, the first and second rotary shafts each have a hollow part. Cables or the like necessary for operation of the articulated robot (such as cables, wires or wires for operating a tool hand mounted on the tip of the arm) or wires for motors located in upper portions passed through the hollow part and are arranged in this. In this embodiment, there are no cables or wires outside the arm, so that the risk of the arm coming into contact with equipment around the robot can be avoided, and it is possible to place robots close to each other and a workpiece closer to it To arrange robots. As a result, a safe working environment is ensured and the space required for the movement of the robot is reduced.

Die volle Länge des Arms kann aufgrund des Vorhandenseins von Gelenkarmen ohne Motoren kürzer als in der vorhergehenden Ausführungsform ausfallen, obgleich die Roboter die gleiche Anzahl von Gelenken aufweisen. Wenn der Roboter Roboterarbeiten in einer geringen Höhe durchführen muss, ist die letztere Ausführungsform sehr vorteilhaft.The full length of the arm may be shorter than in the previous one due to the presence of articulated arms without motors Embodiment fail although the robots have the same number of joints. When the robot has to perform robot work at a low level, the latter embodiment is very advantageous.

Im allgemeinen ist der Motor, welcher für einen Roboter diesen Typs verwendet wird, gewöhnlich integral mit einem Encoder und einer Bremse für die Positionssteuerung, zusätzlich zu einem Hauptmotorgehäuse als eine Antriebsvorrichtung, versehen. Demzufolge nimmt die Gesamtlänge eines solchen Motors zu, und dessen Spitze steht in aller Regel aus dem Gehäuse, welches den Gelenkarm bildet, hervor, wenn der Motor innerhalb des Gelenkarms montiert ist. Wenn der Motor wie oben beschrieben außerhalb des Gelenkarms hervorsteht, ist ein großer Umgebungsraum notwendig, um eine Beeinträchtigung durch die Umgebung auszuschließen. Eine Vergrößerung des Durchmessers des Gelenkarms würde ein Herausragen verhindern; dies würde jedoch dem ursprünglichen Kern der vorliegenden Erfindung entgegenwirken, der darin besteht, den für den Knickarmroboter erforderlichen Raum zu versuchen zu reduzieren.In general, the motor used for a robot of this type is usually integrally provided with an encoder and a brake for position control, in addition to a main motor housing as a drive device. As a result, the overall length of such a motor increases, and its tip usually protrudes from the housing forming the articulated arm when the motor is mounted within the articulated arm. If the motor protrudes outside of the articulated arm as described above, a large surrounding space is necessary to preclude deterioration by the environment. Increasing the diameter of the articulated arm would prevent it from protruding; however, this would counteract the original core of the present invention, which is to try to reduce the space required for the articulated robot.

Angesichts solcher Umstände wurde eine andere Ausführungsform des Knickarmroboters entsprechend der vorliegenden Erfindung angefertigt. Im erfindungsgemäßen Knickarmroboter ist mindestens ein Gelenkarm mit einer vom Motor unabhängigen Bremsvorrichtung vorhanden, wobei die Bremsvorrichtung parallel zum Motor, relativ zu Getrieben, welche einen Drehzahl-Reduzierungsmechanismus bilden, angeordnet ist. In dieser Ausführungsform kann die Gesamtlänge des Motors gekürzt werden, und das gesamte Antriebssystem kann in einem entsprechenden Gelenkarm, ohne den Durchmesser des Gelenkarms zu vergrößern, aufgenommen werden.In view of such circumstances, another embodiment of the articulated robot according to the present invention has been made. In the articulated-arm robot according to the invention, at least one articulated arm is provided with a braking device independent of the motor, the braking device being arranged parallel to the motor, relative to gears forming a speed-reducing mechanism. In this embodiment, the overall length of the motor can be shortened, and the entire drive system can be accommodated in a corresponding articulated arm without increasing the diameter of the articulated arm.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

1 ist eine Gesamtansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Knickarmroboters. 1 is an overall view of an embodiment of an articulated robot according to the invention.

2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils des Roboters von 1. 2 FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a part of the robot of FIG 1 ,

3 bildet den Betriebsbereich des Knickarmroboters von 1 ab. 3 forms the operating range of the articulated robot from 1 from.

4 ist eine andere Ansicht, die den Betriebsbereich des Knickarmroboters von 1 abbildet. 4 is another view that covers the operating range of the articulated robot 1 maps.

5 bildet eine Ausführungsform, in der Weise, in welcher der Knickarmroboter entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ab. 5 FIG. 5 depicts an embodiment in the manner in which the articulated robot is used in accordance with the present invention.

6 ist eine Gesamtansicht, welche einen Knickarmroboter aus dem Stand der Technik zeigt. 6 Fig. 10 is an overall view showing a prior art articulated robot.

7 ist eine Teilansicht, welche ein Beispiel aus dem Stand der Technik abbildet. 7 is a partial view illustrating an example of the prior art.

8 bildet einen konventionellen Industrieroboter ab. 8th forms a conventional industrial robot.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben werden. Die 1 und 2 bilden einen Knickarmroboter 10 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab. In dieser Ausführungsform weist der Roboter sechs Gelenke und sieben Gelenkarme auf. Ein erster Gelenkarm A1 ist auf einem Fuß G befestigt, um als Maschinentisch zu wirken. Er ist mit einem Motor M1 als eine Antriebsleistungsquelle und einer Einführungsöffnung 11 für Kabel versehen. Der Motor M1 weist einen eingebauten Encoder und eine Bremsvorrichtung auf. Der Motor M1 weist eine Drehantriebswelle 12, welche in einer horizontalen Richtung angeordnet ist, sowie ein Kegelradgetriebe 13, welches am Ende der Antriebswelle befestigt ist, auf.The present invention will be described below by reference to the embodiments. The 1 and 2 form an articulated robot 10 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the robot has six joints and seven articulated arms. A first articulated arm A1 is mounted on a foot G to act as a machine table. It is provided with a motor M1 as a drive power source and an introduction port 11 provided for cable. The motor M1 has a built-in encoder and a brake device. The motor M1 has a rotary drive shaft 12 , which is arranged in a horizontal direction, and a bevel gear 13 , which is attached to the end of the drive shaft, on.

Eine feste Hohlwelle 14 ist vertikal in der ersten Gelenkwelle A1 angeordnet, und eine horizontale Drehwelle 15 (entsprechend einer ”ersten Drehwelle” der vorliegenden Erfindung) ist um die Welle 14 eingefügt bzw. eingepasst. Eine Kegelradgetriebe 16 ist an dem unteren Ende der horizontalen Drehwelle 15 befestigt, und mit dem Kegelradgetriebe 13, welches auf der Drehantriebswelle 12 des Motors befestigt ist, im Eingriff. Das Ineinandergreifen der Kegelradgetriebe 13 und 16 bildet einen Drehzahl-Reduzierungsmechanismus. Wie im Detail in einer vergrößerten Ansicht von 2 gezeigt, ist ein äußerer Laufring B1 eines Lagers B auf einer oberen Endoberfläche des ersten Gelenkarms A1 konzentrisch mit einer Achse L1 der festen Hohlwelle 14 (als auch der horizontalen Drehwelle 15) befestigt. Ein innerer Laufring B2 des Lagers B ist an der horizontalen Drehwelle 15 über eine geeignete Einrichtung befestigt. Eine untere Endoberfläche 21 des zweiten Gelenkarms A2, welcher eine zylindrische Form aufweist, ist an einem oberen Ende der Welle 15 zum Beispiel über ein Axialdrucklager 17, befestigt. Wenn sich der Motor M1 dreht, wird dementsprechend die Drehung an die horizontale Drehwelle 15 über die Kegelradgetriebe 13 und 16 übertragen, so dass sich der zweite Gelenkarm A2 in einem 360°-Bereich drehen kann. Diese horizontale Drehwelle 15 bildet ein erstes Gelenk.A solid hollow shaft 14 is vertically disposed in the first propeller shaft A1, and a horizontal rotation shaft 15 (corresponding to a "first rotating shaft" of the present invention) is about the shaft 14 inserted or fitted. A bevel gear 16 is at the lower end of the horizontal rotation shaft 15 attached, and with the bevel gear 13 , which is on the rotary drive shaft 12 of the engine is engaged. The meshing of bevel gears 13 and 16 forms a speed reduction mechanism. As in detail in an enlarged view of 2 1, an outer race B1 of a bearing B on an upper end surface of the first articulated arm A1 is concentric with an axis L1 of the fixed hollow shaft 14 (as well as the horizontal rotary shaft 15 ) attached. An inner race B2 of the bearing B is on the horizontal rotating shaft 15 attached via a suitable device. A lower end surface 21 of the second link arm A2, which has a cylindrical shape, is at an upper end of the shaft 15 for example via a thrust bearing 17 , attached. When the motor M1 rotates, accordingly, the rotation to the horizontal rotation shaft 15 over the bevel gear 13 and 16 transferred, so that the second articulated arm A2 can rotate in a 360 ° range. This horizontal rotary shaft 15 forms a first joint.

Der zweite Gelenkarm A2 ist zylindrisch. Er weist eine obere Endoberfläche, welche aus einer geneigten Ebene 22, die in einem 45°-Winkel zu ihrer eigenen Achse (welche sich mit der L1-Achse schneidet) gebildet ist, und eine sich davon erstreckende horizontale Ebene 23, sowie einen Innenraum 24, auf. Die horizontale Ebene 23 hat die Funktion, die Höhe des zweiten Gelenkarms A2 zu reduzieren. Falls es keine Höhenbegrenzung gibt, kann daher die vollständige obere Endoberfläche aus der geneigten Ebene 22 gebildet sein.The second articulated arm A2 is cylindrical. It has an upper end surface resulting from an inclined plane 22 that at a 45 ° angle too its own axis (which intersects with the L1 axis) and a horizontal plane extending therefrom 23 , as well as an interior 24 , on. The horizontal plane 23 has the function to reduce the height of the second articulated arm A2. If there is no height limit, therefore, the complete upper end surface may be from the inclined plane 22 be formed.

Auf dem zweiten Gelenkarm A2 ist ein dritter zylindrischer Gelenkarm A3 befestigt. Eine untere Endoberfläche des Arms A3 ist aus einer geneigten Ebene 31, welche um 45° zu der Achse geneigt ist, gebildet. Der zweite Gelenkarm A2 und der dritte Gelenkarm A3 sind über die geneigten Ebenen 22 und 31 verbunden, so dass sie relativ zueinander um eine geneigte Drehwelle 32 (”einer zweiten Drehwelle” der vorliegenden Erfindung entsprechend) gedreht werden, welche eine um 45° geneigte, und somit sich mit der Achse L1 schneidende Achse L2 aufweist.On the second articulated arm A2, a third cylindrical articulated arm A3 is attached. A lower end surface of the arm A3 is of an inclined plane 31 , which is inclined at 45 ° to the axis formed. The second articulated arm A2 and the third articulated arm A3 are above the inclined planes 22 and 31 connected so that they are relative to each other about an inclined rotary shaft 32 (Corresponding to "a second rotating shaft" of the present invention) having an axis L2 inclined by 45 ° and thus intersecting with the axis L1.

Insbesondere ist die geneigte Ebene 22 des zweiten Gelenkarms A2 mit einer um die Achse L2 zentrierten Öffnung 25 ausgebildet, und ein innerer Laufring B2 eines Lagers B ist, auf die gleiche Weise wie das zuvor erwähnte Lager B konzentrisch an der Achse L2 befestigt. Eine um eine Achse L2 zentrierte feste Hohlwelle 33 ist indessen senkrecht zur Ebene 31 an der geneigten Ebene 31 des dritten Gelenkarms A3 montiert. Die feste Welle 33 reicht bis zum Raum 24 des zweiten Gelenkarms A2. Die geneigte Drehwelle 32 ist um die feste Welle 33 eingefügt bzw. eingepasst, und ein Getriebe 34 ist an einem oberen Ende der Welle 32 (in Richtung des dritten Gelenkarms A3) montiert. Das Umfangsteil der geneigten Drehwelle 32 ist mit einem äußeren Laufring B1 des Lagers B, welcher an der geneigten Ebene 31 des dritten Gelenkarms A3 befestigt ist, über eine geeignete Einrichtung fest verbaut.In particular, the inclined plane 22 of the second articulated arm A2 with an opening centered about the axis L2 25 formed, and an inner race B2 of a bearing B is, in the same manner as the aforementioned bearing B concentrically attached to the axis L2. A centered around an axis L2 fixed hollow shaft 33 is, however, perpendicular to the plane 31 on the inclined plane 31 of the third articulated arm A3 mounted. The solid wave 33 extends to the room 24 of the second articulated arm A2. The inclined rotary shaft 32 is around the solid wave 33 inserted or fitted, and a transmission 34 is at an upper end of the shaft 32 (in the direction of the third articulated arm A3) mounted. The peripheral part of the inclined rotary shaft 32 is with an outer race B1 of the bearing B, which at the inclined plane 31 of the third articulated arm A3 is fixedly installed via a suitable device.

Ein Motor M2 ist innerhalb des dritten Gelenkarms A3 vorhanden, und ein Getriebe 35, welches an einer Drehantriebswelle des Motors M2 montiert ist, ist mit dem Getriebe 34 in Eingriff. Wenn sich der Motor M2 dreht, wird dementsprechend die Drehung an die geneigte Drehwelle 32 über die Getriebe 35 und 34 übertragen. Der dritte Gelenkarm A3 kann sich dadurch relativ zu dem zweiten Gelenkarm A2 in einem 360°-Bereich drehen. Diese geneigte Drehwelle 32 bildet ein zweites Gelenk.A motor M2 is present within the third articulated arm A3, and a transmission 35 , which is mounted on a rotary drive shaft of the motor M2, is connected to the transmission 34 engaged. When the motor M2 rotates, accordingly, the rotation to the inclined rotary shaft 32 over the gears 35 and 34 transfer. The third articulated arm A3 can thereby rotate relative to the second articulated arm A2 in a 360 ° range. This inclined rotary shaft 32 forms a second joint.

Eine obere Endoberfläche des dritten Gelenkarms A3 ist aus einer horizontalen Ebene 36 gebildet, an welcher eine horizontale Drehwelle 15A im Wesentlichen auf die gleiche Art, wie an der oberen Endoberfläche des ersten Gelenkarms A1 montiert ist. Die horizontale Ebene 36 ist nämlich mit einer Öffnung 37 in der Mitte gebildet, deren Achse sich mit der Achse L1 schneidet, wenn sich der Roboter im Ganzen, wie in der Figur gezeigt, in einer vertikalen Stellung befindet. Eine feste Hohlwelle 14A ist in einer vertikalen Richtung befestigt und weist eine Mittelachse, welche sich mit der Achse der Öffnung 37 schneidet, auf. Eine horizontale Drehwelle 15A ist um die feste Welle 14A eingepasst.An upper end surface of the third articulated arm A3 is from a horizontal plane 36 formed, on which a horizontal rotary shaft 15A in substantially the same manner as is mounted on the upper end surface of the first articulated arm A1. The horizontal plane 36 is namely with an opening 37 formed in the center whose axis intersects with the axis L1 when the robot is in a vertical position as a whole, as shown in the figure. A solid hollow shaft 14A is fixed in a vertical direction and has a central axis which coincides with the axis of the opening 37 cuts up. A horizontal rotary shaft 15A is around the solid wave 14A fitted.

Ein Getriebe 16A ist an einem unteren Ende der horizontalen Drehwelle 15A montiert, und ist mit einem Getriebe (in 1 und 2 nicht gezeigt), welches an einer Drehantriebswelle eines Motors M3 montiert ist, welcher innerhalb des dritten Gelenkarms A3 montiert ist, in Eingriff. An der horizontalen oberen Endoberfläche 36 des dritten Gelenkarms A3 ist ein äußerer Laufring B1 eines Lagers B konzentrisch mit der Achse der festen Welle 14A befestigt, und ein innerer Laufring B2 eines Lagers B ist an dem Umfangsteil der horizontalen Drehwelle 15A über eine geeignete Einrichtung befestigt. An dem oberen Ende der horizontalen Drehwelle 15A, ist ein vierter Gelenkarm A4, welcher denselben Aufbau als der zweite Gelenkarm A2 aufweist, über ein Axialdrucklager 17A oder dergleichen auf gleiche Weise befestigt. Wenn der Motor M3 entsprechend dreht, wird die Drehung an die horizontale Drehwelle 15A über das Getriebe des Motors M3, sowie das Getriebe 16A übertragen, wodurch ermöglicht wird, dass sich der vierte Gelenkarm A4 relativ zu dem dritten Gelenkarm A3 in einem 360°-Bereich dreht. Diese horizontale Drehwelle 15A bildet ein drittes Gelenk.A gearbox 16A is at a lower end of the horizontal rotation shaft 15A mounted, and is equipped with a gear (in 1 and 2 not shown) mounted on a rotary drive shaft of a motor M3 mounted inside the third hinge arm A3. At the horizontal upper end surface 36 of the third articulated arm A3 is an outer race B1 of a bearing B concentric with the axis of the fixed shaft 14A fixed, and an inner race B2 of a bearing B is at the peripheral part of the horizontal rotation shaft 15A attached via a suitable device. At the upper end of the horizontal rotating shaft 15A , A fourth articulated arm A4, which has the same structure as the second articulated arm A2, via a thrust bearing 17A or the like fixed in the same way. When the motor M3 rotates accordingly, the rotation to the horizontal rotation shaft 15A over the gearbox of the engine M3, as well as the gearbox 16A thereby allowing the fourth link arm A4 to rotate in a 360 ° range relative to the third link arm A3. This horizontal rotary shaft 15A forms a third joint.

An dem vierten Gelenkarm A4 ist ein fünfter Gelenkarm A5, welcher den gleichen Aufbau als der dritte Gelenkarm A3 aufweist, auf gleiche Weise angeordnet, und eine geneigte Drehwelle 32A, welche den vierten und fünften Gelenkarm verbindet, bildet ein viertes Glied. Ferner ist an dem fünften Gelenkarm A5 ein sechster Gelenkarm A6 mit dem gleichen Aufbau als der zweite Gelenkarm A2 in gleicher Weise angeordnet, und eine horizontale Drehwelle 15B, welche den fünften und sechsten Gelenkarm verbindet, bildet ein fünftes Gelenk. Ein siebter Gelenkarm A7 ist an dem sechsten Gelenkarm A6 in gleicher Weise wie oben angeordnet, welcher eine flache Oberfläche 50 aufweist, die durch Entfernung der horizontalen Drehwelle 15A oder 15B von dem oberen Ende des dritten oder fünften Gelenkarms A3 oder A5 gebildet ist. Eine geneigte Drehwelle 32B, welche den sechsten und siebten Gelenkarm verbindet, bildet ein sechstes Gelenk. Die flache Oberfläche 50 des siebten Gelenkarms A7 wird zur Anbringung einer Werkzeughand, wie z. B. einer Schweißpistole, einer Lackierpistole oder einem Greifer verwendet, was somit einen Knickarmroboter 10 mit sechs Gelenken vervollständigt.On the fourth link arm A4, a fifth link arm A5 having the same construction as the third link arm A3 is disposed in the same manner, and an inclined pivot shaft 32A , which connects the fourth and fifth articulated arm, forms a fourth member. Further, on the fifth link arm A5, a sixth link arm A6 having the same structure as the second link arm A2 is similarly arranged, and a horizontal pivot shaft 15B , which connects the fifth and sixth articulated arm, forms a fifth joint. A seventh hinge arm A7 is disposed on the sixth hinge arm A6 in the same manner as above, which has a flat surface 50 that by removing the horizontal rotary shaft 15A or 15B is formed from the upper end of the third or fifth articulated arm A3 or A5. An inclined rotary shaft 32B , which connects the sixth and seventh articulated arm, forms a sixth joint. The flat surface 50 of the seventh articulated arm A7 is used to attach a tool hand, such. As a welding gun, a spray gun or a gripper used, which thus an articulated robot 10 completed with six joints.

In 1 und 2 repräsentiert ein Zeichen ”C” Kabel, Leitungen, Drähte oder dergleichen, welche zum Betrieb des Knickarmroboters 10 notwendig sind. Sie werden, wo erforderlich, durch den Raum innerhalb jedes Gelenkarms und des in jeder Drehwelle gebildeten hohlen Teils eingeführt. Die Kabel, Drähte oder dergleichen befinden sich somit nicht außerhalb des Gelenkarms, wodurch das Risiko, dass die Kabel, etc. mit Gegenständen in der Nähe des Roboters in Berührung kommen, vermieden wird. Natürlich können die Kabel, etc. ohne die Verwendung des zuvor erwähnten Hohlteils angeordnet werden. In solch einem Fall wäre der Hohlteil, welcher in jeder Drehwelle gebildet ist, nicht notwendig.In 1 and 2 For example, a character "C" represents cables, wires, or the like used to operate the articulated robot 10 necessary. They become, where necessary, through the space within each articulated arm and that in each rotating shaft introduced hollow part introduced. The cables, wires or the like are thus not outside the articulated arm, thereby avoiding the risk that the cables, etc. will come into contact with objects in the vicinity of the robot. Of course, the cables, etc. can be arranged without the use of the aforementioned hollow part. In such a case, the hollow part formed in each rotating shaft would not be necessary.

In der obigen Ausführungsform, nehmen der dritte und fünfte Gelenkarm A3 und A5 jeweils zwei Antriebsmotoren (z. B. M2 und M3) auf, einer für die horizontale Drehwelle und einer für die geneigte Drehwelle, welche oben und unten an dem Arm angebracht sind. Der zweite, vierte und sechste Gelenkarm A2, A4 und A6 nehmen keinen Antriebsmotor auf. Dies ermöglicht, dass die Gesamtlänge des zweiten, vierten und sechsten Gelenkarms A2, A4 und A6 kürzer ausfällt, als in einem Fall, in dem jeder Arm einen Einzelmotor aufnimmt. Die Gesamtlänge des Roboters entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann somit verglichen mit der eines Roboters, in dem in jedem Gelenkarm ein Antriebsmotor angeordnet ist, gekürzt werden, obgleich beide Roboter die gleiche Anzahl von Gelenken aufweisen.In the above embodiment, the third and fifth joint arms A3 and A5 respectively receive two drive motors (eg, M2 and M3), one for the horizontal rotation shaft and one for the tilted rotation shaft, which are attached to the arm at the top and bottom. The second, fourth and sixth link arms A2, A4 and A6 take no drive motor. This allows the total length of the second, fourth and sixth link arms A2, A4 and A6 to be shorter than in a case where each arm receives a single motor. The overall length of the robot according to the present embodiment can thus be shortened as compared with that of a robot in which a drive motor is disposed in each articulated arm, although both robots have the same number of joints.

3 beschreibt den Betriebsbereich des Knickarmroboters 10 der 1 und 2 in einer vertikalen Ebene. Wenn das zweite Gelenk (geneigte Drehwelle 32) um 180° durch Drehung des Motors M2 gedreht wird, verändert der Roboter seine Haltung von einer Vertikalen in eine Horizontale, gezeigt als P1 oder P2. Wenn sich der Motor M1 dreht, während der Roboter sich in der horizontalen Haltung befindet, dreht sich das erste Gelenk (horizontale Drehwelle 15), so dass sich der Roboter in einem 360°-Bereich drehen kann, während er in der Horizontalhaltung verbleibt. Wenn das vierte Gelenk (geneigte Drehwelle 32A) um 180° aus der P1- oder P2-Haltung gedreht wird, ändert sich das Teil, welches sich über das vierte Gelenk hinaus erstreckt, von einer Horizontalhaltung in eine Vertikalhaltung, wie als P3 gezeigt. Wenn das dritte Gelenk (horizontale Drehwelle 15A), während solch eine Haltung beibehalten wird, gedreht wird, kann das Teil, das sich über das vierte Gelenk hinaus erstreckt, in einem 360°-Bereich innerhalb einer vertikalen Ebene bewegt werden. Ferner, wenn das sechste Gelenk (geneigte Drehwelle 32B) um 180° gedreht wird, während die P3-Haltung beibehalten wird, verändert das Teil, das sich über das sechste Gelenk hinaus erstreckt seine Haltung von einer vertikalen Haltung in eine horizontale, wie als P4 gezeigt. Wenn das fünfte Gelenkteil (horizontale Drehwelle 15B), während solch eine Haltung beibehalten wird, gedreht wird, kann das Teil, welches sich über das sechste Gelenk hinaus erstreckt, in einem 360°-Bereich innerhalb einer horizontalen Ebene bewegt werden. Eine durch die Spitze des Roboters in 3 gezeigte gezeichnete Kurve beschreibt die Bewegungslaufbahn der äußersten Kante des Roboters, wodurch der maximale Betriebsbereich des Roboters, wie in 1 gezeigt, angezeigt wird. 3 describes the operating range of the articulated robot 10 of the 1 and 2 in a vertical plane. When the second joint (inclined rotating shaft 32 ) is rotated by 180 ° by rotation of the motor M2, the robot changes its attitude from a vertical to a horizontal, shown as P1 or P2. When the motor M1 rotates while the robot is in the horizontal posture, the first joint rotates (horizontal rotation shaft 15 ) so that the robot can rotate in a 360 ° range while remaining in the horizontal attitude. When the fourth joint (inclined rotating shaft 32A ) is rotated 180 ° out of the P1 or P2 posture, the part which extends beyond the fourth joint changes from a horizontal posture to a vertical posture, as shown as P3. When the third joint (horizontal rotating shaft 15A ) while maintaining such a posture, the part which extends beyond the fourth joint can be moved in a 360 ° area within a vertical plane. Further, when the sixth joint (inclined rotating shaft 32B 180 °, while maintaining the P3 posture, the part extending beyond the sixth joint changes its posture from a vertical posture to a horizontal posture, as shown as P4. When the fifth joint part (horizontal rotating shaft 15B ) while maintaining such a posture, the part which extends beyond the sixth joint can be moved in a 360 ° range within a horizontal plane. A through the top of the robot in 3 The drawn curve shown describes the movement path of the outermost edge of the robot, which increases the maximum operating range of the robot, as in 1 shown is displayed.

4 zeigt den Betriebsbereich des Roboters, wenn sein oberes Ende bzw. Spitzenteil eine Vertikalhaltung einnimmt. Obwohl die spezifischen Bewegungen jedes Gelenks nicht beschrieben werden, kann der maximale Betriebsbereich des Roboters von 1 und 2, wenn er die obige Haltung einnimmt, durch eine durch die Spitze des Roboters gezeichnete Kurve, wie es in 3 der Fall ist, verständlich gemacht werden. 4 shows the operating range of the robot when its upper end or tip portion assumes a vertical attitude. Although the specific movements of each joint are not described, the maximum operating range of the robot may vary 1 and 2 when taking the above posture, through a curve drawn through the top of the robot, as in 3 the case is to be understood.

5 zeigt ein Beispiel der Art, in welcher der obige Knickarmroboter verwendet wird. Der Knickarmroboter entsprechend der vorliegenden Erfindung kann mit vielen Gelenken zwischen dem Fuß und dem anderen Ende zur Befestigung einer Werkzeughand wie z. B. einer Schweißpistole oder eines Greifers in einem einfachen Aufbau ausgestattet sein. Deshalb kann der ungenutzte Raum des Betriebsbereichs verglichen mit einem konventionellen Roboter, erheblich reduziert werden. Dies ermöglicht, dass eine Vielzahl von Knickarmrobotern 10 nahe aneinander auf einer kleinen Fläche, wie in der Figur gezeigt, angeordnet werden können, und somit können die Roboter als Halteroboter zum Halten eines zu schweißenden Werkstücks W eingesetzt werden, zusätzlich zu der Verwendung als konventionellem Schweißroboter, ausgestattet mit einer Schweißpistole. Die gleiche Gruppe von Robotern kann ohne weiteres ein Werkstück W verschiedener Arten, Formen und Größen halten, was für die praktische Verwendung von großem Vorteil ist. 5 shows an example of the way in which the above articulated robot is used. The articulated robot according to the present invention can be used with many joints between the foot and the other end for attachment of a tool hand such. B. a welding gun or a gripper in a simple structure. Therefore, the unused space of the operating area can be significantly reduced as compared with a conventional robot. This allows a variety of articulated robots 10 can be arranged close to each other on a small area as shown in the figure, and thus the robots can be used as holding robots for holding a work W to be welded, in addition to being used as a conventional welding robot equipped with a welding gun. The same group of robots can easily hold a workpiece W of various types, shapes and sizes, which is of great advantage for practical use.

6 zeigt einen Knickarmroboter 10A aus dem Stand der Technik. Jeder Gelenkarm ist hierbei mit einem Einzelantriebsmotor ausgestattet. Ein Motor M1 ist innerhalb des Gelenkarms A2 montiert, um ein erstes Gelenk (horizontale Drehwelle 15) zu steuern, wobei ein Motor M2 innerhalb des Gelenkarms A3 montiert ist, um ein zweites Gelenk (geneigte Drehwelle 32) zu steuern. Gleichfalls ist ein Motor innerhalb jeder der nachfolgenden Gelenkarme bis Gelenkarm A7 montiert. In diesem Beispiel weist jeder Gelenkarm eine größere Länge auf, da sämtliche Gelenkarme einen Motorantrieb aufweisen. Jeder Arm weist vorteilhafterweise jedoch einen kleineren Durchmesser auf. Der Betrieb und Betriebsbereich des beispielgebenden Roboters ist der gleiche als der der zuvor erwähnten Ausführungsform der Erfindung und wird daher nicht beschrieben. 6 shows an articulated robot 10A from the prior art. Each articulated arm is equipped with a single drive motor. A motor M1 is mounted within the articulated arm A2, about a first joint (horizontal rotating shaft 15 ), wherein a motor M2 is mounted within the articulated arm A3 to a second joint (inclined rotating shaft 32 ) to control. Likewise, a motor is mounted within each of the following articulated arms to articulated arm A7. In this example, each articulated arm has a greater length, since all articulated arms have a motor drive. However, each arm advantageously has a smaller diameter. The operation and operation range of the exemplary robot is the same as that of the aforementioned embodiment of the invention and therefore will not be described.

7 zeigt den beispielgebenden Roboter aus der Richtung von Pfeil X in 2 gesehen. Während in Bezug auf den in 1 und 2 gezeigten Knickarmroboter beschrieben wurde, dass in den Motor ein Encoder sowie eine Bremsvorrichtung eingebaut ist, ist in diesem beispielgebenden Roboter eine Bremsvorrichtung MB unabhängig von dem Motor M vorhanden. Die Bremsvorrichtung MB ist parallel zu dem Motor M relativ zu den Getrieben, welche den Drehzahl-Reduzierungsmechanismus bilden, angeordnet. In diesem Beispiel kann die Gesamtlänge des Motors reduziert werden, so dass das gesamte Antriebssystem leicht in einem entsprechenden Gelenkarm aufgenommen werden kann. 7 shows the exemplary robot from the direction of arrow X in FIG 2 seen. While in terms of in 1 and 2 has been described that an encoder and a braking device is installed in the motor, a braking device MB is independent of the motor M in this exemplary robot. The brake device MB is arranged in parallel with the engine M relative to the gears constituting the speed-reduction mechanism. In this example, the overall length of the motor can be reduced, so that the entire drive system can be easily accommodated in a corresponding articulated arm.

Die zuvor erwähnte Beschreibung demonstriert mehrere bevorzugte Aspekte einer Ausführungsform des Knickarmroboters entsprechend der vorliegenden Erfindung, und viele andere Ausführungsformen sind möglich. Zum Beispiel, während der Roboter als sechs Gelenke aufweisend beschrieben worden ist, kann die Anzahl der Gelenke größer oder kleiner ausfallen. Solange mindestens eine horizontale Drehwelle, sowie mindestens eine geneigte Drehwelle vorhanden ist, kann der Knickarmroboter der vorliegenden Erfindung gebildet werden. In Übereinstimmung mit der Umgebung, in welcher der Roboter verwendet wird, kann die Anzahl der Gelenke geeigneterweise bestimmt werden. Ferner, während oben beschrieben worden ist, dass die horizontalen Drehwellen und die geneigten Drehwellen wechselweise angeordnet sind, können zwei oder mehr geneigte Drehwellen in Reihe angeordnet werden. In solchen Fällen ist es wünschenswert, dass der Neigungswinkel der geneigten Drehwelle kleiner als 45° relativ zu der vertikalen Achse als Referenz ist. Des weiteren, in der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform, kann der Neigungswinkel der geneigten Drehwelle anders als 45° relativ zu der vertikalen Achse als eine Referenz ausfallen. Der Drehzahl-Reduzierungsmechanismus ist auch nicht auf den Getriebedrehzahl-Reduzierungsmechanismus beschränkt, sondern es können andere Arten von Drehzahl-Reduzierungsmechanismen entweder allein oder in Kombination mit einem Getriebedrehzahl-Reduzierungsmechanismus eingesetzt werden.The aforementioned description demonstrates several preferred aspects of one embodiment of the articulated robot according to the present invention, and many other embodiments are possible. For example, while the robot has been described as having six joints, the number of joints may be larger or smaller. As long as at least one horizontal rotating shaft and at least one inclined rotating shaft are provided, the articulated robot of the present invention can be formed. In accordance with the environment in which the robot is used, the number of joints can be appropriately determined. Further, while it has been described above that the horizontal rotary shafts and the inclined rotary shafts are alternately arranged, two or more inclined rotary shafts may be arranged in series. In such cases, it is desirable that the inclination angle of the inclined rotary shaft is smaller than 45 ° relative to the vertical axis as a reference. Furthermore, in the in 1 and 2 In the embodiment shown, the inclination angle of the inclined rotational shaft may be other than 45 ° relative to the vertical axis as a reference. Also, the speed reduction mechanism is not limited to the transmission speed reduction mechanism, but other types of speed reduction mechanisms may be employed either alone or in combination with a transmission speed reduction mechanism.

Die vorliegende Erfindung schafft einen verbesserten Knickarmroboter, in welchem der ungenutzte Raum reduziert wird, während ein weiter Betriebsbereich beibehalten wird, und in welchem das Kraftübertragungssystem, welches zur Bewegung jedes Gelenks notwendig ist, wesentlich vereinfacht wird.The present invention provides an improved articulated robot in which the unused space is reduced while maintaining a wide operating range and in which the power transmission system necessary for movement of each articulation is substantially simplified.

Claims

Articulated robot ( 10 ) with a plurality of jointed arms (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7), wherein the articulated arms (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7) with each other via a first rotary shaft ( 15 . 15A . 15B ) at at least one location and via a second rotary shaft ( 32 . 32A . 32B ) are connected at at least one point, and wherein the axis (L2) of the second rotary shaft ( 32 . 32A . 32B ) relative to the axis (L1) of the first rotary shaft ( 15 . 15A . 15B ), and wherein each rotary shaft is provided with a motor for driving the rotary shaft and with a speed-reducing mechanism, characterized in that the articulated-arm robot ( 10 ) Has articulated arms (A3, A5), the two motors (M2, M3, M4, M5) for driving the first and second rotary shafts ( 15A . 15B . 32 . 32A ), and these are connected alternately with articulated arms (A2, A4, A6), which do not take a motor.

Articulated robot ( 10 ) according to claim 1, wherein each of the first and second rotary shafts ( 15 . 15A . 15B . 32 . 32A . 32B ) a hollow part ( 14 . 14A . 14B . 33 . 33A . 33B ), by which a for controlling the articulated robot ( 10 ) necessary cable or the like, is guided.

Articulated robot ( 10 ) according to one of claims 1 to 2, wherein at least one articulated arm is provided with a braking device (MB) independent of the motor (M), the braking device (MB) being parallel to the motor (M), relative to gearboxes providing a rotational speed Reduction mechanism form is arranged.